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电泳

DNA分离用的电泳槽
DNA分离用电泳槽电源
电泳作用

电泳(英语:Electrophoresis)是空间匀强电场作用下,分散粒子在流体中发生移动的现象。由于各物质的迁移速率有差别,故电泳是分离物质的常用方法。它又可分为:

  • 移动界面电泳是不含支持物的电泳。溶质在自由溶液中泳动,故也称自由电泳,适用于高分子的检测,但不易完全分离。
  • 区带电泳是含有支持物的电泳,支持物上混合样品被置于狭小的区带中泳动,分离出彼此分离的区带。支持物有很多种,由此又衍生出区带电泳的不同分支,例如聚丙烯酰胺凝胶电泳、纸电泳、等电位聚焦电泳、等速电泳、薄层电泳等。

示例实验

在盛有红褐色Fe(OH)3胶体的U形管的两个管口,各插入一个电极。从两个电极通直流电后,观察现象可见阴极附近的红褐色逐渐变深,阳极附近的红褐色逐渐变浅。这表明在有电场作用的情况下,胶体粒子带正电荷,在电场作用下向阴极移动。这就是电泳现象。

电泳原理

胶体能发生电泳现象,是因为胶体粒子带有电荷,一般来说,是由于胶体粒子具有相对较大的表面积,能吸附离子的原因引起的。有的胶体粒子带正电,有的带负电,一般来说,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电;非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷。 利用不同物质分子表面所带有的不均匀电荷而形成的偶极矩强度的不同,使得分子对于外加电荷和移动介质的吸引力各有所差异,导致在移动介质中的运动速度不同。利用此点,我们可以将不同大小片段的DNA分离。

胶体

电泳实验中使用聚丙烯酰胺作为胶体,其中胶体含有HCl做为缓冲溶液。胶体分为两层,下方较宽的称为分离胶体(resolving gel/separating gel/running gel),pH为8.8;上方较窄的称为集胶胶体(stacking gel),pH为6.8。

集胶胶体之所以会得到这个名字,是因为它会使样本蛋白质在分离胶体上层被压缩成一个扁盘,从而统一蛋白质进入分离胶体的时机。因为集胶胶体的聚丙烯酰胺浓度较低(~5%),所以不论大小分子都可以快速通过,而能聚集在分离胶体的前缘。当进入分离胶体后,因为聚丙烯酰胺浓度提高很多(12%,14%,甚至更高),使分子前进的速度受其大小所影响,而开始分离。

压缩原理

注入电泳槽的样本会由负电离子带着游过胶体,通常使用pH8.3的甘氨酸和HCl制成的胶体作为携带媒介。pH8.3时仅10%的甘氨酸带负电,因此蛋白质样本由Cl-带着进入集胶胶体。与蛋白质连接的Cl-带头朝下,叠在集胶胶体底部,被SDS包围的蛋白质殿后,最上面的是带正电的甘氨酸;这样的组合会使蛋白质被像三明治般夹起来,压缩成较小体积。

应用

电泳现象是胶体的重要特征,有广泛的应用价值。例如,生物化学中常用电泳来分离各种氨基酸和蛋白质;医学上利用血清在纸上电泳进行某些疾病的诊断;电泳电镀则是利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。

资料来源

  1. ^ 1.0 1.1 《全日制普通高级中学教科书(必修加选修)——化学(第三册)》 人民教育出版社化学室 编著 第19页
  2. ^ Proteomics, Creative. 1D SDS-PAGE Analysis Offered by Creative Proteomics. Creative Proteomics. [2017-09-05]. (原始内容存档于2017-09-05) (英语).
  3. ^ 《全日制普通高级中学教科书(必修加选修)——化学(第三册)》 人民教育出版社化学室 编著 第20页

参见


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